某1000MW机组高旁与冷再三通泄漏故障原因分析

一、故障现象

某1000MW超超临界机组发现高旁与冷再管道接口处有水漏出：拆除高旁与冷再管道接口处保温，确认高旁与冷段连接三通焊缝旁边的三通母材上出现裂纹，裂纹长约120mm，有蒸汽连续泄漏。

停机对高旁与冷再管道接口处进行割管检查，发现泄漏位置的三通母材内壁倒角位置裂纹长约460mm，同时发现焊缝根部熔合线位置存在约160mm的裂纹。焊缝两侧区域及三通内壁磁粉检测未发现其他裂纹，焊缝根部成形较差。冷再热蒸汽管道布置及高旁与冷再三通泄漏部位裂纹的图片分别见下图1及图2。

二、原因分析

1、管道内壁裂纹宽度、长度大于外壁，裂纹为内向外扩展，说明管子内壁存在内应力。从现场裂口间歇性喷汽可以推测焊口处存在交变应力。

2、该机组设计最高排温度约410℃，压力4.875MPa，对应的饱和蒸汽温度约260℃，高旁减温水隔离阀和减温水调节阀均在全关的情况下，高旁阀后温度偏低，长期运行在245～260℃范围内，高旁减温水隔离阀和减温水调节阀存在内漏严重的现象，内漏的减温水因雾化效果差，可能形成积水进水高旁阀后管道，积水及雾化产生的较冷蒸汽在高旁阀后三通处与再热冷段母管的蒸汽汇合产生热交变应力。

3、该处焊缝出现在焊接接头热影响区，连接的三通异形结构，容易造成应力集中，可能存在热处理不充分，残余应力、收缩应力集中，在在冷热蒸汽及积水等交变应力作用下，焊缝熔合线及母材倒角等管道最薄弱位置极易形成疲劳裂纹源，致使焊接热影响区开裂。

三、建议及措施

1、建议在机组正常运行时要保证高旁阀后蒸汽温度高于对应蒸汽压力下的饱和温度，并保持一定的过热度，高旁阀后蒸汽温度与高排蒸汽温度的温差应控制在合理范围内，加强日常的巡检，发现泄漏及早做好防范措施；

2、对高旁减温水隔离阀、调节阀进行解体检修，确保严密不漏；

3、对高旁阀后混合段至出口三通管段内表面进行金属疲劳损伤检查，对开裂泄漏及使用寿命受影响的管段进行更换；对机组类似高温高压三通位置的焊缝质量进行扩大检查；

4、联系设计院对管系的应力分布重新进行计算、分析，检查并合理分配调整支吊架的载荷平衡；对失效的管材进行材料检测和分析，彻底掌握失效原因，并根据失效原因制定相应的防范措施。

　　与君共勉：事穷势蹙之人，当原其初心；功成行满之士，要观其末路。